JPWO2018079164A1 - Battery control device - Google Patents
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Abstract
SOCv推定誤差の影響による電池劣化を抑制することができる電池制御装置の提供。電池制御装置は、電池の温度および電圧値に基づいて充電率SOCvを算出するSOCv演算部151と、電池の電流値に基づいて充電率SOCiを算出するSOCi演算部152と、を備え、充電率SOCvおよび充電率SOCiに基づく充電率SOCに基づいて、前記電池の充放電を制御する。そして、前記温度は、電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、SOCv演算部151は、電池の高温側の第1温度に基づいて電池のSOC演算を行う第1モードと、電池の低温側の第2温度に基づいて電池のSOC演算を行う第2モードとを、前記第2温度の高低に基づいて切り替える。Provided is a battery control device capable of suppressing battery deterioration due to the influence of SOCv estimation error. The battery control device includes an SOCv calculation unit 151 that calculates the charge rate SOCv based on the temperature and voltage value of the battery, and an SOCi calculation unit 152 that calculates the charge rate SOCi based on the current value of the battery, and the charge rate The charging / discharging of the battery is controlled based on the charging rate SOC based on the SOCv and the charging rate SOCi. The temperature includes a plurality of temperatures measured at a plurality of positions of the battery, and the SOCv calculation unit 151 includes a first mode for performing the SOC calculation of the battery based on the first temperature on the high temperature side of the battery, and the battery The second mode in which the SOC calculation of the battery is performed based on the second temperature on the low temperature side is switched based on the level of the second temperature.
Description
本発明は、電池制御装置に関する。 The present invention relates to a battery control device.
電池電圧に基づく充電率SOCvの推定は、電池閉回路電圧CCVや電池電流I、電池温度Tなどの電池状態パラメータから現在の電池開回路電圧OCVを算出し、OCV−SOC電池特性マップにより、充電率SOCvを求める方法が一般的である。特許文献1には、電池内に温度分布がある場合のバッテリ残容量算出方法が記載されており、特許文献1に記載の発明では、電池温度と自己放電量の関係に基づき、高温側温度と低温側温度の温度差によって自己放電量によるSOC補正値を算出し、SOC誤差を低減している。
The estimation of the charging rate SOCv based on the battery voltage is performed by calculating the current battery open circuit voltage OCV from the battery state parameters such as the battery closed circuit voltage CCV, the battery current I, and the battery temperature T, and charging based on the OCV-SOC battery characteristic map. A method for obtaining the rate SOCv is common.
しかしながら、温度分布がある電池では、入力温度を一意に定めることができないので、例えば、代表温度を一点に定めて内部抵抗推定を行うと、実際の内部抵抗値からの誤差が必ず発生することになる。このときの内部抵抗推定誤差が大きく、この内部抵抗推定値を用いて演算されるSOCの推定誤差が増大した場合、電池の使用範囲を逸脱した制御が行われるおそれがある。 However, in a battery with a temperature distribution, the input temperature cannot be uniquely determined. For example, if the internal resistance is estimated with a representative temperature set to one point, an error from the actual internal resistance value will always occur. Become. If the estimation error of the internal resistance at this time is large and the estimation error of the SOC calculated using the estimated internal resistance value increases, there is a possibility that control outside the use range of the battery may be performed.
本発明の一態様によると、電池制御装置は、電池の温度および電圧値に基づいて第1電池充電状態を算出する第1SOC演算部と、電池の電流値に基づいて第2電池充電状態を算出する第2SOC演算部と、を備え、前記第1電池充電状態および前記第2電池充電状態に基づく第3電池充電状態に基づいて、前記電池の充放電を制御する電池制御装置であって、前記温度は、前記電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、前記第1SOC演算部は、前記電池の高温側の第1温度に基づいて前記電池のSOC演算を行う第1モードと、前記電池の低温側の第2温度に基づいて前記電池のSOC演算を行う第2モードとを、前記第2温度の高低に基づいて切り替える。 According to one aspect of the present invention, the battery control device calculates the first battery charge state based on the battery temperature and voltage value, and calculates the second battery charge state based on the battery current value. A battery control device that controls charging / discharging of the battery based on a third battery charging state based on the first battery charging state and the second battery charging state, The temperature includes a plurality of temperatures measured at a plurality of positions of the battery, and the first SOC calculation unit performs a SOC calculation of the battery based on a first temperature on the high temperature side of the battery; and The second mode in which the SOC calculation of the battery is performed based on the second temperature on the low temperature side of the battery is switched based on the level of the second temperature.
本発明によれば、SOCv推定誤差の影響による電池劣化を抑制することができる。 According to the present invention, battery deterioration due to the influence of SOCv estimation error can be suppressed.
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。
−第1の実施の形態−
図1は本発明の第1の実施の形態を示す図であり、電池システムの構成を示すブロック図である。電池システム100は外部の供給対象に電力供給するシステムであり、供給対象としては電気自動車、ハイブリッド自動車、電車、産業用機器等が想定される。図1では、ハイブリッド自動車の走行用のモータジェネレータ410に電力を供給する場合を示した。Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
-First embodiment-
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a battery system according to a first embodiment of the present invention. The battery system 100 is a system that supplies electric power to an external supply target. As the supply target, an electric vehicle, a hybrid vehicle, a train, an industrial device and the like are assumed. FIG. 1 shows the case where electric power is supplied to the
電池システム100は、リレー300、310を介してインバータ400に接続される。インバータ400は電池システム100から電力をモータジェネレータ410に供給する。インバータ400及びモータジェネレータ410はモータ/インバータ制御部420にて制御される。車両制御部200は、電池システム100で得られる電池情報、インバータ400及びモータジェネレータ410からの情報、図示しないエンジンからの情報等に基づいて駆動力の配分等を決定する。
Battery system 100 is connected to
電池システム100は、複数の単電池111から構成される組電池110と、単電池111の状態を監視する複数の単電池制御部121を備える計測部120と、組電池110に流れる電流を検知する電流検知部130と、組電池110の総電圧を検知する電圧検知部140と、組電池110の制御を行う電池状態推定部150と、組電池110、単電池111および単電池群112の電池特性に関する情報を格納する記憶部180とを備える。
The battery system 100 detects an assembled
組電池110を構成する複数の単電池111は、所定の単位数にグループにグループ分けされている。図1で示す例では、複数の単電池111は2つの単電池群112a、112bにグループ分けされている。単電池群112a、112bは、電気的に直列接続されている。
The plurality of
なお、単電池111は、リチウムイオン2次電池など充電可能な電池である。単電池111としては、その他に、ニッケル水素電池、鉛電池、電気2重層キャパシタなどの蓄電池、および蓄電機能を備えたデバイスが想定される。ここでは、単電池111として単体電池を考えているが、単電池111を、複数電池を多直ないし並列接続したモジュール構造に置き換えた構成でも良い。
The
また、図1に示す例では、組電池110として2つの単電池群112a、112bが直列接続された構成を示したが、これに限定されず、所定の数の単電池群を直列に接続しても良いし、並列に接続しても良い。また、用途に応じて直列・並列の様々な個数の組み合わせで構成しても良い。
In the example shown in FIG. 1, a configuration in which two
計測部120は、組電池110を構成する各単電池111の状態を監視するものであり、複数の単電池群112a、112bに対応して、同数の単電池制御部121a、121bが設けられている。単電池群112aには単電池制御部121aが割り当てられ、単電池群112bには単電池制御部121bが割り当てられている。各単電池制御部121a、121bは、それぞれに割り当てられた単電池群112a、112bからの電力を受けて動作する。各単電池制御部121a、121bは、それぞれに割り当てられた単電池群112a、112bの電池電圧や電池温度を監視する。
The
電池状態推定部150には、電流検知部130から送信される組電池110に流れる電流値、電圧検知部140から送信される組電池110の総電圧値が入力される。また、電池状態推定部150は、信号通信部160により計測部120との間で信号の送受信を行い、単電池111の電池電圧や電池温度、さらには単電池111が過充電もしくは過放電であるかの診断結果や、計測部120に通信エラーが発生した場合に出力される異常信号を、計測部120から受信する。電池状態推定部150は入力された情報に基づいて電池状態推定等の処理を行い、その処理結果は、計測部120や車両制御部200に送信される。
The battery
なお、信号通信部160には、フォトカプラ等の絶縁素子170が設けられている。上述のように計測部120は組電池110から電力をうけて動作するが、電池状態推定部150は車載補機用のバッテリ(例えば12V系バッテリ)を電源として用いるので、電池状態推定部150と計測部120の動作電源の基準電位が異なる。そのため、信号通信部160に絶縁素子170を設けている。絶縁素子170は、計測部120を構成する回路基板に実装しても良いし、電池状態推定部150を構成する回路基板に実装しても良い。なお、システム構成によっては、前記絶縁素子170を省略することも可能である。
The
単電池制御部121a、121bは、それぞれが監視する単電池群112a、112bの電位の高い順に従って直列に接続されている。単電池制御部121aの出力と単電池制御部121bの入力との間には絶縁素子170を設けていないが、これは、単電池制御部121a、121bには、異なる動作基準電位同士においても通信可能な仕組みが設けられているからである。ただし、単電池制御部121aと単電池制御部121bとの間の通信に対して電気的絶縁が必要な場合には、絶縁素子170を設ける必要がある。
The unit
電池状態推定部150が送信した信号は、絶縁素子170が設けられた信号通信部160により単電池制御部121aに入力される。単電池制御部121bからの出力信号は絶縁素子170が設けられた信号通信部160により電池状態推定部150の入力部に伝送される。このように、電池状態推定部150と単電池制御部121a、121bとは信号通信部160によりループ状に接続されている。このような接続および通信方式はデイジーチェーン接続と呼ばれるが、数珠つなぎ接続や芋づる接続等と呼ぶ場合もある。
The signal transmitted by the battery
記憶部180には、組電池110、単電池111および単電池群112に関して、内部抵抗特性、満充電時の容量、分極抵抗特性、劣化特性、個体差情報、電池開回路電圧OCVと電池の充電率SOCの対応関係(OCV−SOCマップ)などの情報が格納される。なお、図1に示す例では、記憶部180を電池状態推定部150と計測部120の外部に配置する構成としたが、記憶部180を電池状態推定部150または計測部120に設ける構成としても良い。
The
(電池状態推定部150について)
図2は、電池状態推定部150を示すブロック図である。電池状態推定部150は、SOCv演算部151と、SOCi演算部152と、組み合わせ演算部153とを備える。SOCv演算部151には、組電池110を構成する単電池111の電圧(各単電池111の平均電圧)、組電池110に流れる電流、組電池110で得られる温度が入力される。ここで、入力される単電池111の電圧は、組電池110に含まれる複数の単電池111の電圧の、平均電圧である。SOCv演算部151は、電池電圧に基づく電池の充電率SOCvを演算して出力する。なお、SOCv演算部151の詳細については後述する。(About battery state estimation unit 150)
FIG. 2 is a block diagram showing the battery
SOCi演算部152には、組電池110に流れる電流が入力される。SOCi演算部152は、組電池110に流れる電流を時間積算して得られる電流積算量を算出し、その電流積算量をSOCi演算結果の前回値に対して加減算を行うことで電池の充電率SOCiを求め、演算された充電率SOCiを出力する。
A current flowing through the assembled
組み合わせ演算部153は、SOCv演算部151の出力である充電率SOCvとSOCi演算部152の出力である充電率SOCiから、より確からしい最終的な電池の充電率SOCを演算し出力する。
The
一般に、SOCv演算部151で算出される充電率SOCvは、組電池110に流れる電流がゼロか、定電流が一定時間以上継続した場合など、電流が安定した場合にSOC推定誤差が小さく、逆に、電流の変動が激しい場合や電池温度が低温の場合にはSOC推定誤差が大きくなりやすいという特徴がある。一方、SOCi演算部152で算出される充電率SOCiは、電流が大きくかつ急峻な変動がない場合はSOC推定誤差が小さく、逆に、電流値が小さくて電流検知部130の測定精度などの影響を受けやすい場合にはSOC推定誤差が大きくなりやすいという特徴がある。
In general, the charging rate SOCv calculated by the
そのため、組み合わせ演算部153は、上述した充電率SOCvおよび充電率SOCiの特徴に対し、重みにより最終的な充電率SOCへの影響度を調節している。このようにすることで、SOC推定精度を向上させることができる。
Therefore, the
(SOCv演算部151の基本動作)
次に、SOCv演算部151の動作について説明する。図3は、単電池111の等価回路図である。単電池111は、分極抵抗成分Rpと分極容量成分Cの並列接続対、内部抵抗R、および単電池111の開回路電圧OCVの、直列接続によって表すことができる。図3において、Vpは分極電圧であり、分極抵抗成分Rpと分極容量成分Cの並列接続対の両端電圧に相当する。単電池111に電流Iを印加すると電池の閉回路電圧CCVは、式(1)のように表すことができる。
CCV=OCV+R・I+Vp …(1)(Basic operation of SOCv calculation unit 151)
Next, the operation of the
CCV = OCV + R · I + Vp (1)
充電率SOCvの算出には開回路電圧OCVが用いられるが、計測部120は直接に開回路電圧OCVを測定することができない。そこで、次式(2)のように、測定された閉回路電圧CCVからR・I(IRドロップ分)と分極電圧Vpを差し引くことで開回路電圧OCVを求める。
OCV=CCV−R・I−Vp …(2)Although the open circuit voltage OCV is used to calculate the charging rate SOCv, the
OCV = CCV−R · I−Vp (2)
上述したように、内部抵抗Rと分極電圧Vpに関する電池特性情報は、予め記憶部180に格納されている。なお、内部抵抗Rと分極電圧Vpは、単電池111、単電池群112および組電池110の充電状態や温度によって異なるので、計測部120、電流検知部130および電圧検知部140などで得られる電池情報を入力とし、充電状態や温度の組み合わせに応じた個別の値として記憶部180に格納されている。本実施の形態では、内部抵抗Rは、温度と内部抵抗との対応関係を定義する内部抵抗マップから得られるとしている。内部抵抗Rの算出に使用される温度の詳細については後述する。
As described above, the battery characteristic information regarding the internal resistance R and the polarization voltage Vp is stored in the
図4は、単電池111における開回路電圧OCVと充電率SOCとの関係を示す図である。図4に示す開回路電圧OCVと充電率SOCとの対応関係は電池特性により定まるものであり、OCV−SOCマップとして記憶部180に格納されている。図3のSOCv演算部151は、計測部120で得られる閉回路電圧CCVから式(2)を用いてOCVを算出し、算出された開回路電圧OCVと図4のOCV−SOCマップから対応する充電率SOCvを算出する。
FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the open circuit voltage OCV and the charging rate SOC in the
図3及び図4では、単電池111の充電率SOCvを求める方法について説明したが、組電池110や単電池群112における平均的な充電率SOCvを求める場合においても同様の手法が適用できる。本実施の形態におけるSOCv演算部151では、組電池110における平均的な閉回路電圧CCVを入力とし、OCV−SOCマップを用いて組電池110の平均的な充電率SOCvを演算し出力する。
3 and 4, the method for obtaining the charging rate SOCv of the
(SOCv演算部151の構成)
図5は、SOCv演算部151の構成を説明するブロック図である。SOCv演算部151は、図3のOCV−SOC関係に従うOCV−SOCマップMAP1と開回路電圧OCVとから、組電池110の平均的な充電率SOCvを算出する。ここでの開回路電圧OCVは、組電池110の平均的な開回路電圧OCVである。この開回路電圧OCVは、式(2)に基づく演算ブロックEQ1において算出される。演算ブロックEQ1に、電圧検知部140で検出された閉回路電圧CCVと、乗算器MP1からのR・Iドロップと、マップMAP2からの分極電圧Vpとを入力すると、開回路電圧OCVが出力される。(Configuration of SOCv operation unit 151)
FIG. 5 is a block diagram illustrating the configuration of the
単電池111、単電池群112、組電池110または電池の直近には、電池温度をモニタするための温度センサが複数ないし単数設けられている。図6は、本実施の形態における温度センサの配置を示す図である。一般に、電池は高温ないし低温になると電池性能が低下することが知られている。そのため、電池性能を引き出すために、電池を暖機あるいは冷却して電池の温度調整を行うことが広く行われている。
A plurality of or single temperature sensors for monitoring the battery temperature are provided in the immediate vicinity of the
図6に示す例では、組電池110の底面に熱授受部材600が接続されており、組電池110と熱授受部材600との熱授受により、組電池110を暖機または冷却する構成としている。なお、本実施の形態では、組電池110は固体部材である熱授受部材600と直接接続されているが、熱授受が可能な物質であるならば、流体(気体または液体)でもよく、形状はどのようなものでもよい。また、組電池110と熱授受部材600の間に熱授受を容易にするための部材(例えば、電熱シート、グリスなど)を挟んでもよい。
In the example shown in FIG. 6, the
組電池110及び熱授受部材600には複数の温度センサS1〜S4が取り付けられており、複数の位置の温度T1〜T4を取得することができる。本実施の形態では、組電池110の所定位置に温度センサS1〜S3が取り付けられ、熱授受部材600の所定位置に温度センサS4が取り付けられているが、温度センサ個数および位置は図5に示す構成に限定されない。なお、本実施の形態では、温度T4は組電池110に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明しているものとする。そのため、本実施の形態では温度センサS4を熱授受部材600に配置しているが、例えば、組電池110において熱授受部材600に接触している部分や、その部分の近傍に温度センサS4を配置するようにしても良い。
A plurality of temperature sensors S1 to S4 are attached to the assembled
図5に戻って、SOCv演算部151の温度選択部500には、温度センサで検出された電池温度が入力される。図5に示す例では、電池に関する4つの温度T1〜T4が入力される。温度選択部500は、入力された温度T1〜T4に基づいて、電池の温度を代表する温度として内部抵抗マップMAP3に入力される入力温度Tinを出力する。なお、温度選択部500における入力温度Tinの設定の詳細については後述する。
Returning to FIG. 5, the battery temperature detected by the temperature sensor is input to the
温度選択部500から出力された入力温度Tinを内部抵抗マップMAP3に入力することで、入力温度Tinに対応する内部抵抗推定値Rが得られる。内部抵抗マップMAP3は、図8に示すような電池の内部抵抗と温度の関係から得られるマップである。図8において、横軸は温度、縦軸は内部抵抗である。電流検知部130で検出された組電池110を流れる電流の電流値Iと、内部抵抗マップMAP3から出力された内部抵抗推定値Rとは乗算器MP1により乗算され、R・Iドロップが得られる。このR・Iドロップが演算ブロックEQ1に入力される。また、演算ブロックEQ1に入力される分極電圧Vpは、電流検知部130で得られる電池電流Iを入力とし分極電圧Vpを算出するマップMAP2より得られる。
By inputting the input temperature Tin output from the
(温度選択部500)
図7は、本実施の形態における温度選択部500の構成を示すブロック図である。温度選択部500は、第1モード演算部510、第2モード演算部520、モード切替判定部530およびスイッチSW1を備えている。第1モード演算部510には熱授受部材600に配置された温度センサS4からの温度T4が入力され、第2モード演算部520には組電池110に配置された温度センサS1〜S3からの温度T1〜T3が入力される。第1モード演算部510は、入力された温度T4を第1モード温度Tmode1として出力する。第2モード演算部520は、入力された温度T1〜T3の平均温度を、組電池110の温度を代表する第2モード温度Tmode2として出力する。以下では、第2モード温度Tmode2を電池温度と呼称する場合もある。モード切替判定部530は、入力された電池温度Tmode2に基づいて後述するようにスイッチSW1を切り換え、第1モード温度Tmode1または電池温度Tmode2のいずれか一方を、入力温度TinとしてスイッチSW1から出力させる。(Temperature selection unit 500)
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of
上述のように、本実施の形態では、熱授受部材600の温度T4を第2モード演算部520における平均温度算出に含めなかったが、温度T4も第2モードに入力して温度T1〜T4の平均温度を第2モード温度Tmode2としても良い。これは、温度センサS1〜S3の取り付け位置の影響から、温度T1〜T3のみを用いて組電池110の平均温度を演算すると、組電池110の平均温度としてふさわしくない場合に有用である。例えば、組電池110に発生する温度分布のうち、非常に低い温度を取得する位置に温度センサS1〜S3が配置されていた場合、温度差の影響などが考慮されず、得られる平均温度は実際の組電池110の平均温度より著しく低くなってしまうことが考えられるからである。
As described above, in the present embodiment, the temperature T4 of the
なお、上述したように、温度T4は組電池110に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明しているので、組電池110に温度分布が発生した場合に、第1モード温度Tmode1として電池の高温側温度が出力されることになる。
Note that, as described above, the temperature T4 is suitable for representing the high temperature side temperature of the battery when the
次に、図8を用いてモード切替判定部530の動作について説明する。図8は、単電池111における内部抵抗Rと単電池111の温度との関係(すなわち、内部抵抗マップMAP3)を表したグラフである。内部抵抗と温度との関係は、図8に示すように、指数関数的なカーブによって表すことができる。単電池111の温度が高温になるほど内部抵抗Rは小さくなり、温度が低温になるほど内部抵抗Rは大きくなる。また、内部抵抗Rの変化率(ΔR/ΔT)に関しては、単電池111の温度が高温になるほど内部抵抗Rの変化率(ΔR/ΔT)は小さくなり、温度が低温になるほど内部抵抗Rの変化率(ΔR/ΔT)は大きくなる。
Next, the operation of the mode
また、本実施の形態で用いる組電池110、単電池群112、単電池111においては、内部抵抗Rと温度との関係は同様の傾向を示している、すなわち、組電池110及び単電池群112における複数単電池111の平均温度と複数単電池111の平均内部抵抗についても、図8のグラフを用いて同様に説明することができる。
Further, in the assembled
上述した図5におけるSOCv演算部151の説明では、基本動作として単電池111の充電率SOCvを求める方法について説明したが、組電池110や単電池群112における平均的な充電率SOCvを求める方法においても同様の手法が適用できる。本実施の形態で用いるSOCv演算部151は、組電池110における平均的な開回路電圧CCVを入力とし、OCV−SOCマップを用いて平均的な充電率SOCvを演算し出力している。そのため、本実施の形態では、図8の横軸の温度は、第2モード演算部520から出力される電池温度(第2モード温度)Tmode2が対応している。
In the description of the
図8では、温度領域を、所定温度Tth1を境界として低温側の第1モード温度領域と、高温側の第2モード温度領域とに分割する。モード切替判定部530は、電池温度Tmode2が第1モード温度領域の場合は、入力温度Tinとして第1モード演算部510から出力される第1モード温度Tmode1がスイッチSW1から出力されるように、スイッチSW1を切り替える。一方、電池温度Tmode2が第2モード温度領域の場合は、モード切替判定部530は、入力温度Tinとして第2モード演算部520から出力される電池温度(第1モード温度)Tmode2がスイッチSW1から出力されるように、スイッチSW1を切り替える。
In FIG. 8, the temperature region is divided into a low temperature side first mode temperature region and a high temperature side second mode temperature region with a predetermined temperature Tth1 as a boundary. When the battery temperature Tmode2 is in the first mode temperature range, the mode
第1モード温度領域と第2モード温度領域とに分割する所定温度Tth1は、次のように決定される。図8に示すように、内部抵抗Rの変化率(ΔR/ΔT)は、電池の温度が低温になるほど大きくなる。このことは、電池温度Tmode2が常温又は高温である場合には、電池温度Tmode2にある程度誤差があっても内部抵抗R推定を高精度に行うことが可能であることを示している。逆に、電池温度Tmode2が低温である場合には、電池温度Tmode2の誤差による内部抵抗R推定誤差が大きくなり、内部抵抗R推定が困難であることを示している。すなわち、低温の場合ほど、SOC推定誤差が原因でSOC使用範囲を逸脱する電池使用状況が、発生し易いことを示している。 The predetermined temperature Tth1 divided into the first mode temperature region and the second mode temperature region is determined as follows. As shown in FIG. 8, the rate of change (ΔR / ΔT) of the internal resistance R increases as the battery temperature decreases. This indicates that when the battery temperature Tmode2 is normal temperature or high temperature, the internal resistance R can be estimated with high accuracy even if there is some error in the battery temperature Tmode2. On the other hand, when the battery temperature Tmode2 is low, the internal resistance R estimation error due to the error of the battery temperature Tmode2 becomes large, indicating that it is difficult to estimate the internal resistance R. That is, the lower the temperature is, the more likely the battery usage situation deviates from the SOC usage range due to the SOC estimation error.
以上のことから、電池温度Tmode2に対する内部抵抗Rの変化率である(ΔR/ΔT)に関して所定値dRth1を導入し、次式(3)を満たす温度範囲を第1モード温度領域とし、次式(4)を満たす範囲を第2モード温度領域とする。この所定値dRth1に対応する電池温度における所定温度Tth1は、一意的に求めることができる。
(ΔR/ΔT)>dRth1 …(3)
(ΔR/ΔT)≦dRth1 …(4)From the above, the predetermined value dRth1 is introduced with respect to (ΔR / ΔT), which is the rate of change of the internal resistance R with respect to the battery temperature Tmode2, and the temperature range satisfying the following equation (3) is defined as the first mode temperature region. The range satisfying 4) is defined as a second mode temperature region. The predetermined temperature Tth1 at the battery temperature corresponding to the predetermined value dRth1 can be uniquely determined.
(ΔR / ΔT)> dRth1 (3)
(ΔR / ΔT) ≦ dRth1 (4)
図9は、内部抵抗Rの変化量に基づくモード切替判定部530の処理フローを示す図である。ステップS10では、第2モード演算部520から入力された電池温度Tmodo2における変化率(ΔR/ΔT)を求め、求めた変化率(ΔR/ΔT)が式(3)の条件を満たしているか否かを判定する。なお、図1の記憶部180には、電池温度と変化率(ΔR/ΔT)との対応関係を示すマップが予め記憶されおり、そのマップを用いて変化率(ΔR/ΔT)を求める。式(3)の条件を満たしている場合には、ステップS10からステップS20へ進んで、第1モード演算部510から出力された第1モード温度Tmode1が入力温度Tinとして出力されるように、スイッチSW1を切り換える。一方、式(3)の条件を満たさない場合には、ステップS30へ進んで、第2モード演算部520から出力される電池温度(第2モード温度)Tmode2が入力温度Tinとして出力されるように、スイッチSW1を切り換える。
FIG. 9 is a diagram illustrating a processing flow of the mode
なお、図9に示す処理では、ステップS10のように入力された電池温度Tmodo2から変化率(ΔR/ΔT)を求め、その変化率(ΔR/ΔT)と所定値dRth1との大小比較を行ったが、図15に示す処理フローのように、電池温度Tmode2と入力温度Tinとの大小を比較するようにしても良い。図15では、ステップS15でTmode2<Tth1か否かを判定し、Tmode2<Tth1を満足する場合にはステップS20へ進み、Tmode2≧Tth1を満足する場合にはステップS30へ進む。 In the process shown in FIG. 9, the rate of change (ΔR / ΔT) is obtained from the input battery temperature Tmodo2 as in step S10, and the magnitude of the rate of change (ΔR / ΔT) and the predetermined value dRth1 is compared. However, the battery temperature Tmode2 and the input temperature Tin may be compared in magnitude as in the processing flow shown in FIG. In FIG. 15, it is determined whether or not Tmode2 <Tth1 in step S15. If Tmode2 <Tth1 is satisfied, the process proceeds to step S20. If Tmode2 ≧ Tth1 is satisfied, the process proceeds to step S30.
すなわち、Tmode2≧Tth1の場合には、内部抵抗Rを算出する際の温度(入力温度Tin)に電池温度Tmode2を採用しても、内部抵抗Rを精度良く算出することができるので、SOC推定誤差を小さく抑えることができる。そのため、入力温度Tinとして電池温度Tmode2が出力されるようにスイッチSW1を切り換える。 That is, when Tmode2 ≧ Tth1, even if the battery temperature Tmode2 is adopted as the temperature (input temperature Tin) for calculating the internal resistance R, the internal resistance R can be calculated with high accuracy. Can be kept small. Therefore, the switch SW1 is switched so that the battery temperature Tmode2 is output as the input temperature Tin.
一方、Tmode2<Tth1の場合には内部抵抗の変化率(ΔR/ΔT)が大きいので、入力温度Tinとして電池温度Tmode2を使用すると、SOC推定誤差が大きくなる。その結果、SOCの真値が推奨されるSOC範囲を逸脱するおそれがあるので、本実施の形態では電池の高温側温度を表している温度T4(=第1モード温度Tmode1)を使用することで、そのような不具合の発生を防止するようにしている。温度T4を使用することについての詳細説明は後述する。なお、本実施の形態では、上述したように、温度T4は組電池110に温度分布が発生した場合に、電池の高温側温度を表すことに適していることが予め判明している。
On the other hand, when Tmode2 <Tth1, the rate of change (ΔR / ΔT) of the internal resistance is large. Therefore, when the battery temperature Tmode2 is used as the input temperature Tin, the SOC estimation error increases. As a result, since the true value of the SOC may deviate from the recommended SOC range, in this embodiment, the temperature T4 (= first mode temperature Tmode1) representing the high temperature side temperature of the battery is used. The occurrence of such a malfunction is prevented. A detailed description of using the temperature T4 will be described later. In the present embodiment, as described above, it has been previously known that the temperature T4 is suitable for representing the high temperature side temperature of the battery when the temperature distribution occurs in the assembled
図10は、第1の実施の形態における第1モード温度Tmode1、電池温度(第2モード温度)Tmodo2および入力温度Tinの時間推移を示す図である。ここでは、熱授受部材600が暖機システムとして機能する場合について説明する。図10において、符号Tmode1を付した曲線は第1モード演算部510から出力される第1モード温度Tmode1(=T4)の時間推移を示し、符号Tmode2を付した曲線は第2モード演算部520から出力され電池温度(第2モード温度)Tmode2の時間推移を示している。一点鎖線で示す曲線は、入力温度Tinの時間推移を示している。
FIG. 10 is a diagram showing time transitions of the first mode temperature Tmode1, the battery temperature (second mode temperature) Tmodo2 and the input temperature Tin in the first embodiment. Here, the case where the
暖機開始時(t=0)には、温度T1〜T4(図6参照)はほぼ同一温度となっているので、温度T4である第1モード温度Tmode1と温度T1〜T3の平均温度である電池温度Tmode2とは同一温度になっている。暖気開始後は、時間の経過と共に第1モード温度Tmode1と電池温度Tmode2との温度差ΔT1は増加する。これは、暖機開始とともに熱授受部材600は加熱され急激に温度上昇するが、組電池110は、まだ十分に熱伝達されない状態にあることを示している。
At the start of warm-up (t = 0), the temperatures T1 to T4 (see FIG. 6) are substantially the same temperature, and thus are the average temperatures of the first mode temperature Tmode1 and the temperatures T1 to T3, which are the temperatures T4. The battery temperature Tmode2 is the same temperature. After the start of warm-up, the temperature difference ΔT1 between the first mode temperature Tmode1 and the battery temperature Tmode2 increases as time passes. This indicates that the
しかしながら、暖機開始から十分時間が経過すると、徐々に電池温度Tmode2は第1モード温度Tmode1に近づいて行く。これは、暖機継続によって熱授受部材600の熱が組電池110に対して十分伝わっていくことを示している。最終的には、第1モード温度Tmode1と電池温度Tmode2とは、ほぼ同程度の温度になると想定される。
However, when sufficient time has elapsed since the start of warm-up, the battery temperature Tmode2 gradually approaches the first mode temperature Tmode1. This indicates that the heat of the
上述したように、電池温度Tmode2が所定温度Tth1に対してTmode2<Tth1である場合には、スイッチSW1からは第1モード温度Tmode1が入力温度Tinとして出力される。そのため、Tmode2=Tth1となる時刻t1までは、曲線Tinは曲線Tmode1と一致する。一方、t≧t1ではTmode2≧Tth1が満足されるので、曲線Tinは曲線Tmode2と一致する。 As described above, when the battery temperature Tmode2 is Tmode2 <Tth1 with respect to the predetermined temperature Tth1, the first mode temperature Tmode1 is output as the input temperature Tin from the switch SW1. Therefore, the curve Tin matches the curve Tmode1 until time t1 when Tmode2 = Tth1. On the other hand, since Tmode2 ≧ Tth1 is satisfied at t ≧ t1, the curve Tin matches the curve Tmode2.
(温度推定誤差の影響)
ところで、SOC推定誤差が大きな状況においては、SOC推定値がSOC真値に対して大きい方にずれる場合と小さい方にずれる場合とがあり、ずれる方向によって組電池劣化を招きやすいか否かが異なる。暖機時のように、熱授受部材600の熱により組電池110の内部に温度分布ないし温度差が発生する状況では、組電池110の温度真値を取得することは困難であり、内部抵抗推定に用いられる入力温度Tinは、組電池110の温度真値Ttrに対して次式(5)、(6)に示す大小関係の何れかになると想定される。
(入力温度Tin)<(温度真値Ttr) …(5)
(温度真値Ttr)<(入力温度Tin) …(6)(Influence of temperature estimation error)
By the way, in a situation where the SOC estimation error is large, there is a case where the SOC estimation value is shifted to a larger value with respect to the SOC true value and a case where the SOC estimation value is shifted to a smaller value. . In a situation where a temperature distribution or a temperature difference occurs inside the assembled
(Input temperature Tin) <(true temperature value Ttr) (5)
(Temperature true value Ttr) <(Input temperature Tin) (6)
これを、図8に示した温度と内部抵抗との関係を示すグラフ(内部抵抗マップMAP3に相当する)に示すと、図11のようになる。式(5)の関係にある入力温度TinをTin_lとすると、入力温度Tin_lにおける内部抵抗推定値R_lと内部抵抗真値Rtrとの大小関係は式(7)のようになる。また、式(6)のような関係にある入力温度TinをTin_hとすると、入力温度Tin_hにおける内部抵抗推定値R_hと内部抵抗真値Rtrとの大小関係は式(8)のようになる。
(内部抵抗真値Rtr)<(内部抵抗推定値R_l) …(7)
(内部抵抗推定値R_h)<(内部抵抗真値Rtr) …(8)This is shown in a graph (corresponding to the internal resistance map MAP3) showing the relationship between the temperature and the internal resistance shown in FIG. 8 as shown in FIG. Assuming that the input temperature Tin in the relationship of the equation (5) is Tin_l, the magnitude relationship between the internal resistance estimated value R_l and the internal resistance true value Rtr at the input temperature Tin_l is as shown in the equation (7). Further, when the input temperature Tin having the relationship as in the equation (6) is Tin_h, the magnitude relationship between the estimated internal resistance value R_h and the internal resistance true value Rtr at the input temperature Tin_h is as in the equation (8).
(Internal resistance true value Rtr) <(Internal resistance estimated value R_l) (7)
(Internal resistance estimated value R_h) <(Internal resistance true value Rtr) (8)
(Tin<Ttrの場合の開回路電圧)
まず、図12を用いて、入力温度TinがTin_l(<Ttr)であった場合の開回路電圧推定値について説明する。図12(a)は充放電時の電流値を示す図であり、図12(b)は充放電時の閉回路電圧CCVの挙動を示す図である。式(2)で示したように、計測された閉回路電圧CCVからI・Rドロップと分極電圧Vpを差し引くことによって、開回路電圧OCVを算出することができる。ただし、分極電圧Vpは温度による内部抵抗変化の影響を受けないので、ここでは省略することとする。(Open circuit voltage when Tin <Ttr)
First, the open circuit voltage estimated value when the input temperature Tin is Tin_l (<Ttr) will be described with reference to FIG. FIG. 12A is a diagram illustrating a current value during charging / discharging, and FIG. 12B is a diagram illustrating a behavior of the closed circuit voltage CCV during charging / discharging. As shown in Expression (2), the open circuit voltage OCV can be calculated by subtracting the I · R drop and the polarization voltage Vp from the measured closed circuit voltage CCV. However, since the polarization voltage Vp is not affected by the internal resistance change due to temperature, it is omitted here.
充電開始により、充電時の閉回路電圧CCVchgは上昇する。このとき、充電期間tchgの間の開回路電圧推定値OCVchgest1は式(9)によって求まる。また、放電期間tdisの間の開回路電圧推定値OCVdisest1は式(10)によって求まる。なお、上述したように分極電圧Vpについては省略した。
OCVchgest1=OCVchg−R_l×I …(9)
OCVdisest1=OCVdis−R_l×I …(10)By starting charging, the closed circuit voltage CCVchg during charging rises. At this time, the open circuit voltage estimated value OCVchgest1 during the charging period tchg is obtained by equation (9). Further, the open circuit voltage estimated value OCVdisest1 during the discharge period tdis is obtained by the equation (10). As described above, the polarization voltage Vp is omitted.
OCVchgest1 = OCVchg−R_l × I (9)
OCVdisest1 = OCVdis−R_l × I (10)
式(7)に示したように、内部抵抗推定値R_lは内部抵抗真値Rtrよりも大きいので、開回路電圧真値OCVchgtrと開回路電圧推定値OCVchgest1との間には、次式(11)のような大小関係が成立する。一方、放電時においては図12(a)に示すようにI<0なので、(−R_l×I)>(−Rtr×I)>0となり、開回路電圧真値OCVdistrと開回路電圧推定値OCVdisest1との間には、次式(12)のような大小関係が成立する。
OCVchgest1 < OCVchgtr …(11)
OCVchgest1 > OCVchgtr …(12)As shown in the equation (7), the internal resistance estimated value R_l is larger than the internal resistance true value Rtr. Therefore, between the open circuit voltage true value OCVchgtr and the open circuit voltage estimated value OCVchgest1, the following equation (11) The size relationship is established. On the other hand, since I <0 as shown in FIG. 12A at the time of discharge, (−R_l × I)> (− Rtr × I)> 0, and the open circuit voltage true value OCVdistr and the open circuit voltage estimated value OCVdisest1 Is established as shown in the following equation (12).
OCVchgest1 <OCVchgtr (11)
OCVchgest1> OCVchgtr (12)
(Tin>Ttrの場合の開回路電圧)
次に、入力温度TinがTin_h(>Ttr)であった場合について図13を用いて説明する。図13(a)は充放電時の電流値を示す図であり、図13(b)は充放電時の閉回路電圧CCVの挙動を説明する図である。充電開始により、閉回路電圧CCVchgは上昇する。このとき、充電期間tchgの間の開回路電圧推定値OCVchgest2は次式(13)によって求まる。また、放電期間tdisの間の開回路電圧推定値OCVdisest2は次式(14)によって求まる。
OCVchgest2=CCVchg−R_h×I …(13)
OCVdisest2=CCVdis−R_h×I …(14)(Open circuit voltage when Tin> Ttr)
Next, the case where the input temperature Tin is Tin_h (> Ttr) will be described with reference to FIG. FIG. 13A is a diagram illustrating a current value during charging / discharging, and FIG. 13B is a diagram illustrating the behavior of the closed circuit voltage CCV during charging / discharging. By starting charging, the closed circuit voltage CCVchg increases. At this time, the open circuit voltage estimated value OCVchgest2 during the charging period tchg is obtained by the following equation (13). Further, the open circuit voltage estimated value OCVdisest2 during the discharge period tdis is obtained by the following equation (14).
OCVchgest2 = CCVchg−R_h × I (13)
OCVdisest2 = CCVdis−R_h × I (14)
式(8)に示したように、内部抵抗推定値R_hは内部抵抗真値Rtrよりも小さいので、開回路電圧真値OCVchgtrと開回路電圧推定値OCVchgest2との間には、次式(15)のような大小関係が成立する。一方、放電時においては図13(a)に示すようにI<0なので、(−Rtr×I)>(−R_h×I)>0となり、開回路電圧真値OCVdistrと開回路電圧推定値OCVdisest2との間には、次式(16)のような大小関係が成立する。
OCVchgtr < OCVchgest2 …(15)
OCVdistr > OCVdisest2 …(16)As shown in the equation (8), the estimated internal resistance value R_h is smaller than the true internal resistance value Rtr. Therefore, between the open circuit voltage true value OCVchgtr and the open circuit voltage estimated value OCVchgest2, the following equation (15) The size relationship is established. On the other hand, since I <0 as shown in FIG. 13A at the time of discharge, (−Rtr × I)> (− R_h × I)> 0, and the open circuit voltage true value OCVdistr and the open circuit voltage estimated value OCVdisest2 Is established as shown in the following equation (16).
OCVchgtr <OCVchgest2 (15)
OCVdistr> OCVdisest2 (16)
開回路電圧OCVと充電率SOCとの間には図4に示すような関係があるので、開回路電圧OCVの推定値と真値との間に上述のような関係がある場合、充電率SOCの推定値と真値との間には、次式(17)〜(20)に示すような関係があることがわかる。ここで、充電中に求まる充電率SOCの推定値をSOCchgestと表し、放電中に求まる推定値をSOCdisestと表す。それに対して、Tin<Ttrの場合における充電中および放電中のSOC真値をSOCchgtr1およびSOCdistr1と表し、Tin>Ttrの場合における充電中および放電中のSOC真値をSOCchgtr2およびSOCdistr2と表すことにする。
(Tin<Ttrの場合)
SOCchgest<SOCchgtr1 …(17)
SOCdisest>SOCdistr1 …(18)
(Tin>Ttrの場合)
SOCchgest>SOCchgtr2 …(19)
SOCchgest<SOCdistr2 …(20)Since there is a relationship as shown in FIG. 4 between the open circuit voltage OCV and the charging rate SOC, when there is a relationship as described above between the estimated value of the open circuit voltage OCV and the true value, the charging rate SOC It can be seen that there is a relationship as shown in the following equations (17) to (20) between the estimated value and the true value. Here, the estimated value of the charging rate SOC obtained during charging is represented as SOCchgest, and the estimated value obtained during discharging is represented as SOCdisest. In contrast, SOC true values during charging and discharging when Tin <Ttr are represented as SOCchgtr1 and SOCdistr1, and SOC true values during charging and discharging when Tin> Ttr are represented as SOCchgtr2 and SOCdistr2. .
(If Tin <Ttr)
SOCchgest <SOCchgtr1 (17)
SOCdisest> SOCdistr1 (18)
(When Tin> Ttr)
SOCchgest> SOCchgtr2 (19)
SOCchgest <SOCdistr2 (20)
図14は、SOCchgestとSOCchgtr1およびSOCchgtr2との関係、SOCdisestとSOCdistr1およびSOCdistr2との関係を説明する図である。図14(a)は充放電電流の推移を示す図であり、図14(b)は充電中および放電中のSOC推定値とSOC真値との関係を示す図である。SOC真値には、電池性能を維持する観点から、取るべきSOC使用範囲(以下では単に範囲と呼ぶ)SOCrngが定められている。SOC制御においては、SOC真値をこの範囲SOCrng内に納めることが求められる。 FIG. 14 is a diagram for explaining the relationship between SOCchgest and SOCchgtr1 and SOCchgtr2, and the relationship between SOCdisest and SOCdistr1 and SOCdistr2. FIG. 14A is a diagram showing the transition of the charge / discharge current, and FIG. 14B is a diagram showing the relationship between the estimated SOC value and the true SOC value during charging and discharging. From the viewpoint of maintaining battery performance, an SOC usage range (hereinafter simply referred to as a range) SOCrng to be taken is defined as the SOC true value. In the SOC control, it is required that the true SOC value be within this range SOCrng.
図14の充電期間tchgを見ると、充電率SOCの推定値SOCchgestは時間経過と共に上昇する。このとき、Tin<Ttrの場合の真値SOCchgtr1は常に推定値SOCchgestより大きい値になるため、期間tc1においては、推定値SOCchgestが範囲SOCrng内であるにもかかわらず、真値SOCchgtr1は範囲SOCrngの上限SOCthmaxを超えてしまうことになる。また、推定値SOCdisestが減少する放電期間tdisにおいは、Tin<Ttrの場合の真値SOCdistr1は常に推定値SOCdisestより小さい値になるため、期間td1においては、推定値SOCdisestが範囲SOCrng内であるにもかかわらず、真値SOCdistr1は範囲SOCrngの下限SOCthminを下回ってしまうことになる。 Looking at the charging period tchg in FIG. 14, the estimated value SOCchgest of the charging rate SOC increases with time. At this time, since the true value SOCchgtr1 in the case of Tin <Ttr is always larger than the estimated value SOCchgest, the true value SOCchgtr1 is within the range SOCrng in the period tc1, even though the estimated value SOCchgest is within the range SOCrng. The upper limit SOCthmax will be exceeded. In the discharge period tdis in which the estimated value SOCdisest decreases, the true value SOCdistr1 in the case of Tin <Ttr is always smaller than the estimated value SOCdisest. Therefore, in the period td1, the estimated value SOCdisest is within the range SOCrng. Nevertheless, the true value SOCdistr1 falls below the lower limit SOCthmin of the range SOCrng.
このように、入力温度Tinが温度真値Ttrより低温である場合(Tin<Ttrの場合)は、SOC真値がSOC使用範囲を逸脱してしまう状態が発生する可能性がある。一方、入力温度Tinが温度真値Ttrより高温である場合(Tin>Ttrの場合)には、充放電中の推定値SOCchgestおよびSOCdisestが範囲SOCrng内にある限り、真値SOCchgtr2およびSOCdistr2は常に範囲SOCrng内に収まっている。 Thus, when the input temperature Tin is lower than the true temperature value Ttr (when Tin <Ttr), there is a possibility that the SOC true value deviates from the SOC use range. On the other hand, when the input temperature Tin is higher than the true temperature value Ttr (when Tin> Ttr), the true values SOCchgtr2 and SOCdistr2 are always in the range as long as the estimated values SOCchgest and SOCdisest during charging / discharging are within the range SOCrng. It is within the SOCrng.
本実施の形態では、前述した図9または図15の処理のように、温度T1〜T3の平均温度である電池温度(第2モード温度)Tmode2が所定温度Tth1以上の場合には電池温度Tmode2を入力温度Tinに採用する。この場合、内部抵抗Rを高精度に推定できるので、SOCv演算部151で算出される充電率SOCvの推定誤差も小さく、SOC推定値と真値との差が非常に小さい。その結果、SOC真値が図14(b)の範囲SOCrngから大きく逸脱するおそれがない。
In the present embodiment, when the battery temperature (second mode temperature) Tmode2, which is the average temperature of the temperatures T1 to T3, is equal to or higher than the predetermined temperature Tth1, as in the process of FIG. 9 or FIG. Adopted for input temperature Tin. In this case, since the internal resistance R can be estimated with high accuracy, the estimation error of the charging rate SOCv calculated by the
一方、電池温度Tmode2が所定温度Tth1よりも低温の場合には、組電池110内の高温側温度として熱授受部材600で得られた温度T4(=Tmode1)を入力温度Tinに採用するようにした(図10参照)。その場合、温度T4(=Tmode1)は平均温度である電池温度Tmode2と乖離しているのでSOC推定誤差の発生は避けられないが、Tin=T4とすることで、入力温度Tinは真値Ttrに対してTin>Ttrの状況となる。その結果、図14において説明したように、充電率SOCの真値(SOCchgtr2、SOCdistr2)が要求される範囲SOCrng内に収まるような制御が実現される。それにより、SOC使用範囲逸脱による組電池110、単電池群112及び単電池111の電池性能劣化を抑制する制御が可能となる。
On the other hand, when the battery temperature Tmode2 is lower than the predetermined temperature Tth1, the temperature T4 (= Tmode1) obtained by the
なお、電池温度が過温度状態になって熱授受部材600で冷却するような冷却モードの場合には、熱授受部材600の温度T4である第1モード温度Tmode1、および、電池の平均温度である第2モード温度Tmode2は、図16に示すような時間推移を示す。この場合、電池を冷却しすぎないような制御が行われるので、第2モード温度Tmode2は所定温度Tth1よりも高い温度で推移することになる。そのため、冷却モードの場合には図15のステップS15においてNOと判定されて、入力温度Tin=Tmode2のように制御される。すなわち、本実施の形態で説明した切替動作は、冷却モードにおいても不都合なく動作する。
In the cooling mode in which the battery temperature is overheated and cooled by the
−第2の実施の形態−
図17は、第2の実施の形態における温度選択部500のブロック図である。温度選択部500は、第1モード演算部510、第2モード演算部520、モード切替判定部530、スイッチSW1および減算器DF1を備えている。温度選択部500には、組電池110の温度として取得した温度T1〜T4が入力される。温度T1〜T4は、組電池110の温度を取得するために取り付けられた温度であれば、組電池110に直接取り付けられていない温度センサからの値でも良い。なお、以下の説明では、熱授受部材600を設けない場合を想定しているが、もちろん、熱授受部材600を設ける構成であってもよい。温度T1〜T4には、熱授受部材600の温度を必要に応じて含ませても良い。-Second Embodiment-
FIG. 17 is a block diagram of the
第1モード演算部510および第2モード演算部520には温度T1〜T4が入力される。なお、第1モード演算部510および第2モード演算部520に入力される温度の数は4に限定されず、また、第1モード演算部510および第2モード演算部520に入力される温度の組み合わせは、図17の場合と異なっていても良い。第1モード演算部510は、入力された温度T1〜T4の内の最も高い温度を第1モード温度Tmode1として出力する。第2モード演算部520は、入力された温度T1〜T4の平均値(平均温度)を第2モード温度Tmode2として出力する。
The temperatures T1 to T4 are input to the first
減算器DF1は、入力された第1モード温度Tmode1および第2モード温度Tmode2の差分ΔTdf1を演算する。差分ΔTdf1は、次式(21)のように表される。
ΔTdf1=Tmode1−Tmode2 …(21)The subtractor DF1 calculates a difference ΔTdf1 between the input first mode temperature Tmode1 and second mode temperature Tmode2. The difference ΔTdf1 is expressed as the following equation (21).
ΔTdf1 = Tmode1-Tmode2 (21)
モード切替判定部530には、第1モード演算部510から出力された第1モード温度Tmode1と、減算器DF1で算出された差分ΔTdf1とが入力される。モード切替判定部530は、第1モード温度Tmode1および差分ΔTdf1に基づいて、スイッチSW1の切り替えを行う。
The mode
図18は、モード切替判定部530の処理フローを示すフローチャートである。ステップS110では、最大温度と平均温度との差分ΔTdf1が所定値Tdfaよりも大きくなったか否か、すなわち、組電池110内に温度分布が大きくなったか否かを判定する。ステップS110でΔTdf1>Tdfaと判定されるとステップS10へ進み、ΔTdf1≦Tdfaと判定されるとステップS30へ進む。ΔTdf1≦Tdfaの場合には、組電池110内の温度分布は小さいとし、ステップS30において、入力温度Tinとして第2モード温度Tmode2(平均温度)が出力されるようにスイッチSW1を切り換える。
FIG. 18 is a flowchart illustrating a processing flow of the mode
一方、ステップS110からステップS10へ進んだ場合には、すなわち、組電池110内に温度分布が大きくなった場合には、第1の実施の形態の場合と同様に、第2モード温度Tmode2における内部抵抗Rの変化率(ΔR/ΔT)が所定値dRth1を上回っているか否かを判定する。そして、(ΔR/ΔT)>dRth1の場合には、ステップS20へ進んで、第1モード温度Tmode1(最大温度)が入力温度Tinとして出力されるようにスイッチSW1を切り替える。(ΔR/ΔT)≦dRth1の場合には、ステップS30へ進んで、第2モード温度Tmode2(平均温度)が入力温度Tinとして出力されるようにスイッチSW1を切り替える。
On the other hand, when the process proceeds from step S110 to step S10, that is, when the temperature distribution in the assembled
以上のように、第2の実施の形態では、組電池110内の温度差が大きくなった場合にのみ、第1の実施の形態と同様の平均温度(第2モード温度Tmode2)と高温側温度(第1モード温度Tmode1)との切り替えを行うようにした。例えば、暖機が行われている場合には、一般的に最大温度と平均温度との差分ΔTdf1が大きくなるので、ステップS110においてYESと判定されてステップS10へ進む。
As described above, in the second embodiment, only when the temperature difference in the assembled
一方、暖機や冷却などがなく組電池110内の温度差が小さい場合には、平均温度である電池温度Tmode2は比較的低温になっている。そのような場合、本来は高温側温度Tmode1を入力温度Tinとして採用すべきであるが、乖離した高温側温度を採用するとSOCv演算の精度悪化を招く。そのため、図18に示すようにステップS110からステップS30へ進んで、入力温度Tinとして平均温度である電池温度Tmode2を出力するのが好ましい。
On the other hand, when there is no warming up or cooling and the temperature difference in the assembled
−第3の実施の形態−
図19は、第3の実施の形態における温度選択部500のブロック図である。第1の実施の形態の場合と同様に、第1モード演算部510は入力された高温側の温度T4を第1モード温度Tmode1として出力し、第2モード演算部520は入力された温度T1〜T3の平均温度を第2モード温度Tmode2として出力する。第1の実施の形態の場合と同様に電池温度Tmode2と呼ぶことにする。第1モード温度Tmode1および電池温度Tmode2は減算器DF1に入力され、減算器DF1からそれらの差分ΔTdf1(=Tmode1−Tmode2)が出力される。-Third embodiment-
FIG. 19 is a block diagram of the
図20は、第3の実施の形態におけるモード切替判定部530の処理フローを示すフローチャートである。第1の実施の形態の場合と同様に、ステップS10では(ΔR/ΔT)>dRth1か否かを判定する。(ΔR/ΔT)>dRth1を満足する場合にはステップS16へ進み、(ΔR/ΔT)>dRth1を満足する場合にはステップS30へ進む。ステップS30へ進んだ場合には、第2モード演算部520から出力される電池温度Tmode2が入力温度Tinとして出力されるように、スイッチSW1を切り換える。
FIG. 20 is a flowchart illustrating a processing flow of the mode
一方、ステップS16へ進んだ場合には、温度差ΔTdf1と所定値Tdfbとを比較し、ΔTdf1<Tdfbを満足するか否かを判定する。ΔTdf1<Tdfbを満足する場合には、ステップS20へ進んで第1モード温度Tmode1が入力温度Tinとして出力されるように、スイッチSW1を切り換える。逆に、ΔTdf1<Tdfbを満足しない場合には、ステップS25へ進んで、入力温度TinとしてTmodo2+Tbを出力する。ここで、所定値Tbの値としては、例えば、温度差ΔTdf1の判定基準である所定値Tdfbと同一値とする。 On the other hand, when the process proceeds to step S16, the temperature difference ΔTdf1 is compared with a predetermined value Tdfb to determine whether ΔTdf1 <Tdfb is satisfied. When ΔTdf1 <Tdfb is satisfied, the process proceeds to step S20, and the switch SW1 is switched so that the first mode temperature Tmode1 is output as the input temperature Tin. On the other hand, if ΔTdf1 <Tdfb is not satisfied, the process proceeds to step S25, and Tmodo2 + Tb is output as the input temperature Tin. Here, the value of the predetermined value Tb is, for example, the same value as the predetermined value Tdfb, which is a criterion for determining the temperature difference ΔTdf1.
図21は、第3の実施の形態における入力温度Tinの時間推移を示すグラフである。図21では、TbをTb=Tdfbと設定した場合について示した。暖機が開始されると組電池110に温度分布が発生し、第1モード温度Tmode1と電池温度Tmode2との温度差ΔTdf1が大きくなり始める。電池温度Tmode2が(ΔR/ΔT)≦dRth1となる所定温度Tth1以上となるまでは、ステップS10においてYESと判定されてステップS16の処理が実行される。暖機開始直後はΔTdf1<Tdfb以下であるため、ステップS16からステップS20に進む。その結果、入力温度TinはTin=Tmode1と設定され、曲線L1のように推移する。
FIG. 21 is a graph showing a time transition of the input temperature Tin in the third embodiment. FIG. 21 shows the case where Tb is set as Tb = Tdfb. When the warm-up is started, a temperature distribution is generated in the assembled
その後、温度差ΔTdf1が大きくなってΔTdf1≧Tdfbとなると、ステップS16でNOと判定されてステップS25が実行される。その結果、入力温度Tinは、Tin=Tmode2+Tbと設定されて曲線L1から曲線L2に移行し、電池温度Tmode2と同様の上昇傾向で推移することになる。その後、第1モード温度Tmode1と電池温度Tmode2との温度差ΔTdf1が小さくなってΔTdf1<Tdfbとなると、再びステップS16からステップS20に進むようになる。その結果、入力温度TinはTin=Tmode1と設定されて、曲線L2からTmode1のラインと一致する曲線L3へ移行することになる。 Thereafter, when the temperature difference ΔTdf1 increases and ΔTdf1 ≧ Tdfb, NO is determined in step S16, and step S25 is executed. As a result, the input temperature Tin is set as Tin = Tmode2 + Tb, shifts from the curve L1 to the curve L2, and changes in the same upward tendency as the battery temperature Tmode2. Thereafter, when the temperature difference ΔTdf1 between the first mode temperature Tmode1 and the battery temperature Tmode2 becomes small and ΔTdf1 <Tdfb, the process proceeds from step S16 to step S20 again. As a result, the input temperature Tin is set as Tin = Tmode1, and the curve L2 is shifted to the curve L3 that coincides with the line of Tmode1.
その後、電池温度Tmode2がさらに上昇して(ΔR/ΔT)≦dRth1となる所定温度Tth1以上となると、ステップS10でNOと判定されてステップS30が実行される。その結果、入力温度TinはTin=Tmode2と設定され、入力温度Tinは曲線L3からTmode2のラインと一致する曲線L4へ移行する。 Thereafter, when the battery temperature Tmode2 further increases and becomes equal to or higher than a predetermined temperature Tth1 that satisfies (ΔR / ΔT) ≦ dRth1, NO is determined in step S10, and step S30 is executed. As a result, the input temperature Tin is set as Tin = Tmode2, and the input temperature Tin shifts from the curve L3 to the curve L4 that matches the line of Tmode2.
以上のように、第3の実施の形態では、暖機開始でTmode1のラインと一致する曲線L1のように入力温度Tinは変化するが、組電池110内の温度差ΔTdf1が所定値Tdfbよりも大きくなった場合には、入力温度TinをTmode2+Tbに制限する。このように制御することで、組電池110が局所的に急激に加温されて一部分だけ極端に高温となり、組電池110内の大部分は低温のままであるような状況に対して、過敏に反応して高温側温度Tmode1を入力温度Tinに採用するのを抑制することができる。
As described above, in the third embodiment, the input temperature Tin changes as the curve L1 coincides with the Tmode1 line at the start of warm-up, but the temperature difference ΔTdf1 in the assembled
また、TbをTdfbと同一の値とすることにより、図21の曲線L1から曲線L2への移行時、および、曲線L2から曲線L3への移行時に、入力温度Tinに急峻な変化が発生しない。その結果、内部抵抗Rの急峻な変化によるSOCv演算精度の悪化を抑制することができる。 Further, by setting Tb to the same value as Tdfb, a steep change does not occur in the input temperature Tin at the time of transition from the curve L1 to the curve L2 in FIG. 21 and at the time of transition from the curve L2 to the curve L3. As a result, it is possible to suppress the deterioration of the SOCv calculation accuracy due to a sharp change in the internal resistance R.
−第4の実施の形態−
図22は、第4の実施の形態における温度選択部500のブロック図である。第4の実施の形態では、第1モード演算部510の出力Tmode1と第2モード演算部520の出力Tmode2とを重みWを用いて組み合わせ、それを入力温度Tinとするようにした。本実施の形態においても、第1モード演算部510は入力された高温側の温度T4を第1モード温度Tmode1として出力する。また、第2モード演算部520は、入力された温度T1〜T3の平均温度を電池温度Tmode2として出力する。-Fourth embodiment-
FIG. 22 is a block diagram of the
W生成器114によって生成された重みW(0≦W≦1)は、乗算器MP2および減算器DF2に入力される。減算器DF2は1から重みWを減算し、その減算結果(1−W)を乗算器MP3に入力する。第1モード演算部510から出力された第1モード温度Tmode1は乗算器MP2において重みWと乗算され、W×Tmode1が得られる。第2モード演算部520から出力された電池温度Tmode2は乗算器MP3において(1−W)と乗算され、(1−W)×Tmode2が得られる。演算結果のW×Tmode1および(1−W)×Tmode2は加算器ADによって加算され、その加算結果が入力温度Tinとして出力される。すなわち、入力温度Tinは次式(22)によって表される。式(22)に示すように入力温度Tinは第1モード温度Tmode1と電池温度Tmode2との組み合わせによって得られ、重みWによって組み合わせの度合いを調節することができる。
Tin=W×Tmode1+(1−W)×Tmode2 …(22)The weight W (0 ≦ W ≦ 1) generated by the
Tin = W × Tmode1 + (1−W) × Tmode2 (22)
図23は、W生成器114で生成される重みWの一例を示す図である。横軸は組電池110の平均温度である電池温度Tmode2を示し、縦軸は重みWを示す。W生成器114は電池温度Tmode2の値に応じて図23に示すような重みWを生成する。Tth11およびTth12は重みWの変化形態を変更するタイミングである温度閾値であって、ここではTth11を低温側基準温度と呼び、Tth12を高温側基準温度と呼ぶことにする。Tmode2≦Tth11の場合にはTin=Tmode1と設定される第1モード(W=1)となり、Tmode2≧Tth12の場合にはTin=Tmode2と設定される第2モード(W=0)となり、Tth11<Tmode2<Tth12の場合には重みWを0<W<1に設定する第3モードとなる。第3モードでは、電池温度Tmode2が低温側基準温度Tth11に近づくほどW=1に収束し、電池温度Tmode2が高温側基準温度Tth12に近づくほどW=0に収束するように重みWを設定する。図22に示す例では、第3モードにおいては、電池温度Tmode2の上昇に伴ってWを1から0へと直線的に減少させるようにした。
FIG. 23 is a diagram illustrating an example of the weight W generated by the
Wが1か0のみを取る場合、Wを1と0の間にて切り替えた際に、入力温度TinはTmode1とTmode2との間で急峻に切り替わることとなる。そのため、重みWの切り替えの瞬間にSOCv推定値の精度悪化を招くおそれがある。そこで、本実施の形態では、第1モードと第2モードとの間に重みWが0<W<1の間で変化する第3のモードを設けるようにした。 When W takes only 1 or 0, when W is switched between 1 and 0, the input temperature Tin is sharply switched between Tmode1 and Tmode2. Therefore, there is a possibility that the accuracy of the SOCv estimated value is deteriorated at the moment of switching the weight W. Therefore, in the present embodiment, the third mode in which the weight W changes between 0 <W <1 is provided between the first mode and the second mode.
図24は、暖機時の入力温度Tinの時間推移を示すグラフである。暖機開始時は、組電池110の平均温度である電池温度Tmode2はTmode2≦Tth11の状態であり、重みWは1に設定され、入力温度Tinは第1モード温度Tmode1に設定される(Tin=Tmode1)。
FIG. 24 is a graph showing the time transition of the input temperature Tin during warm-up. At the start of warm-up, the battery temperature Tmode2, which is the average temperature of the assembled
次に、電池温度Tmode2がTth11<Tmode2<Tth12の場合を考える。このとき、入力温度TinはTin=W×Tmode1+(1−W)×Tmode2に設定される。重みWは、0<W<1で動くため、入力温度Tinは下記の式(23)および式(24)を満足している。さらに、暖機により組電池110が十分加温された場合、電池温度Tmode2が上昇してTmode2>Tth12となるので、W=0がW生成器114から出力され入力温度TinはTin=Tmode2となる。
Tmode1>Tin>Tmode2 …(23)
Tth11<Tin<Tth12 …(24)Next, consider the case where the battery temperature Tmode2 is Tth11 <Tmode2 <Tth12. At this time, the input temperature Tin is set to Tin = W × Tmode1 + (1−W) × Tmode2. Since the weight W moves with 0 <W <1, the input temperature Tin satisfies the following expressions (23) and (24). Further, when the assembled
Tmode1>Tin> Tmode2 (23)
Tth11 <Tin <Tth12 (24)
このように、重みWを0と1との間で切り替える入力温度TinをTmode1とTmode2との間で切り替える際に、上述のような第3モードを導入することにより、シームレスな温度切り替えを可能にすることができる。その結果、入力温度Tinのモード切替時に発生する内部抵抗R推定誤差が発生するのを防止でき、SOCv推定精度の悪化を抑制することができる。 In this way, when the input temperature Tin for switching the weight W between 0 and 1 is switched between Tmode1 and Tmode2, the temperature can be seamlessly switched by introducing the third mode as described above. can do. As a result, it is possible to prevent an internal resistance R estimation error that occurs at the time of mode switching of the input temperature Tin, and to suppress deterioration of the SOCv estimation accuracy.
―第5の実施の形態―
図25は、第5の実施の形態における温度選択部500のブロック図である。上述した第1の実施の形態では、組電池110の平均温度である第2モード温度(電池温度)Tmode2と所定温度Tth1の大小関係を比較し、入力温度Tinとして第1モード温度Tmode1を用いるか第2モード温度(電池温度)Tmode2を用いるかを判定していた。本実施の形態では、例えば上位の車両制御部200から暖機状態信号SHを取得し、モード切替判定部530は、その暖機状態信号SHに基づいてスイッチSW1の切替制御を行うようにした。-Fifth embodiment-
FIG. 25 is a block diagram of a
モード切替判定部530は、入力された暖機状態信号SHに基づいてスイッチSW1の切換制御を行う。第1の実施の形態と同様に、第1モード演算部510は入力された高温側の温度T4を第1モード温度Tmode1として出力し、第2モード演算部520は、入力された温度T1〜T3の平均温度を第2モード温度(電池温度)Tmode2として出力する。
The mode
暖機状態信号SHが暖機中を示す状態にある場合には、モード切替判定部530は、入力温度Tinとして第1モード温度Tmode1が出力されるようにスイッチSW1を切り替える。逆に、暖機状態信号SHが暖機中でない状態を示すときは、モード切替判定部530は、入力温度Tinとして第2モード温度(電池温度)Tmode2が出力されるようにスイッチSW1を切り替える。
When the warm-up state signal SH is in a state indicating warm-up, the mode
なお、上述した例では、暖機状態信号SHが電池システム100の外側に設けられた車両制御部200から入力されるとしたが、暖機状態信号SHを出力する機能は、電池システム100の内外いずれに設けても構わない。一つの暖機状態信号SHに基づいて暖機中か否かを判定したが、複数の信号を組み合わせて暖機中を判断してもよい。
In the above-described example, the warm-up state signal SH is input from the
上述した実施の形態によれば、次の作用効果が得られる。
(C1)電池制御装置である電池状態推定部150は、図2に示すように、電池の温度Tおよび電圧値Vに基づいて充電率SOCvを算出するSOCv演算部151と、電池の電流値Iに基づいて充電率SOCiを算出するSOCi演算部152と、を備え、充電率SOCvおよび充電率SOCiに基づく充電率SOCに基づいて、電池の充放電を制御する。According to the embodiment described above, the following operational effects can be obtained.
(C1) The battery
そして、温度Tは、図6に示すように電池の複数位置において計測された複数の温度T1〜T4を含み、SOCv演算部151は、電池の高温側の第1モード温度Tmode1に基づいてSOC演算を行う第1モードと、電池の低温側の第2モード温度Tmode2に基づいてSOC演算を行う第2モードとを、第2モード温度Tmode2の高低に基づいて切り替える。このように、SOC演算を内部抵抗推定誤差が大きい場合に適用される第1モード、および内部抵抗推定誤差が小さい場合に適用される第2モードを設定し、電池の高低すなわち内部抵抗の推定誤差の程度に応じて、モードを切り替えるようにした。
The temperature T includes a plurality of temperatures T1 to T4 measured at a plurality of positions of the battery as shown in FIG. 6, and the
それによって、図14(b)に示すSOC推定値に対するSOC真値が、図14(b)の真値SOCchgtr1、SOCdistr1のように範囲SOCrngを逸脱するのを防止でき、真値SOCchgtr2、SOCdistr2のように範囲SOCrng内に収まるような制御が実現される。その結果、SOC使用範囲逸脱による組電池110、単電池群112及び単電池111の電池性能劣化を防止することができる。
Thereby, it is possible to prevent the SOC true value with respect to the SOC estimated value shown in FIG. 14B from deviating from the range SOCrng as in the true values SOCchgtr1 and SOCdistr1 in FIG. 14B, and like the true values SOCchgtr2 and SOCdistr2. Thus, control that falls within the range SOCrng is realized. As a result, battery performance deterioration of the assembled
(C2)第2モード温度Tmode2の高低に基づいて切り替える方法としては、例えば、電池の内部抵抗の変化率ΔR/ΔTに基づいて、閾値(dRth1)に対応する第2モード温度Tmode2の閾値温度(Tth1)を設定し、図15のように、低温側の第2モード温度Tmode2がSOC演算精度に関する閾値温度(Tth1)より低い場合には第1モードに切り替え、第2モード温度Tmode2が閾値温度(Tth1)以上の場合には第2モードに切り替える。また、図9のように、内部抵抗の変化率ΔR/ΔTが閾値(dRth1)よりも大きいか否かでモードの切り替えを行うようにしても良い。 (C2) As a method of switching based on the level of the second mode temperature Tmode2, for example, based on the rate of change ΔR / ΔT of the internal resistance of the battery, the threshold temperature of the second mode temperature Tmode2 corresponding to the threshold (dRth1) ( Tth1) is set, and when the second mode temperature Tmode2 on the low temperature side is lower than the threshold temperature (Tth1) relating to the SOC calculation accuracy, the first mode is switched to the second mode temperature Tmode2 as shown in FIG. In the case of Tth1) or more, the mode is switched to the second mode. Further, as shown in FIG. 9, the mode may be switched depending on whether or not the rate of change ΔR / ΔT of the internal resistance is larger than a threshold value (dRth1).
(C3)また、図6の熱授受部材600のように暖機により高温になることが予め分かっている場合には、電池と熱授受を行う熱授受部材600の温度T4を第1モード温度Tmode1に設定することで、複数の温度から高温側の第1モード温度Tmode1を選択する処理を省くことができる。熱授受を行う媒体としては図6のような電池と接触して設けられた熱授受部材600だけでなく、電池を流体中に浸して暖機するような構成における流体などでも良い。
(C3) Further, when it is known in advance that the temperature is increased by warming up like the
(C4)さらに、第1モード温度Tmode1と第2モード温度Tmode2との差が所定値より小さい場合、例えば、暖機が行われていない場合には、組電池110の場所による温度差が小さくなる。そのような場合には、入力温度Tinとして第2モード温度Tmode2を出力するのが好ましい。
(C4) Further, when the difference between the first mode temperature Tmode1 and the second mode temperature Tmode2 is smaller than a predetermined value, for example, when the warm-up is not performed, the temperature difference depending on the location of the assembled
(C5)また、図20に示すように、(ΔR/ΔT)>dRth1の場合、すなわち、第2モード温度Tmode2がSOC演算精度に関する閾値温度(Tth1)より低い場合には、第1モード温度Tmode1と第2モード温度Tmode2との差ΔTdf1が所定値Tdfbより小さい場合に、第1モード温度Tmode1に基づいてSOC演算を行い、差ΔTdf1が所定値Tdfb以上の場合に、第2モード温度Tmode2に所定値Tdfb以下の補正量(Tb)を加算した温度に基づいてSOC演算を行う。図20では、補正量(Tb)を所定値Tdfbと等しい値としているので、入力温度TinをTmode2+Tbのように設定している。ここで、Tmode2+Tbを第1モード温度Tmode1を用いて表現すると、Tmode1−(ΔTdf1−Tb)となる。 (C5) As shown in FIG. 20, when (ΔR / ΔT)> dRth1, that is, when the second mode temperature Tmode2 is lower than the threshold temperature (Tth1) related to the SOC calculation accuracy, the first mode temperature Tmode1 Is calculated based on the first mode temperature Tmode1 when the difference ΔTdf1 between the first mode temperature Tmode2 and the second mode temperature Tmode2 is smaller than the predetermined value Tdfb. The SOC calculation is performed based on the temperature obtained by adding the correction amount (Tb) equal to or less than the value Tdfb. In FIG. 20, since the correction amount (Tb) is set to a value equal to the predetermined value Tdfb, the input temperature Tin is set as Tmode2 + Tb. Here, if Tmode2 + Tb is expressed using the first mode temperature Tmode1, Tmode1- (ΔTdf1-Tb) is obtained.
このように制御することで、組電池110が局所的に急激に加温されて一部分だけ極端に高温となり、組電池110内の大部分は低温のままであるような状況に対して、過敏に反応して高温側の第1モード温度Tmode1を入力温度Tinに採用するのを抑制するようにしている。
By controlling in this way, the assembled
(C6)また、図23,24に示すように、第2モード温度Tmode2が第1の閾値(Tth11)よりも大きく第2の閾値(Tth12)よりも小さい場合には、重みWを用いた「W×(Tmode1)+(1−W)×(Tmode2)」の式で算出される温度Tinに基づいてSOC演算を行い、温度Tinに基づいてSOC演算を行う際には、第2モード温度Tmode2の温度上昇に伴って重みWを1から0へと減少させるようにしても良い。SOC演算に用いる温度Tinをこのように設定することにより、シームレスな温度切り替えを可能にすることができ、入力温度Tinのモード切替時に発生する内部抵抗R推定誤差が発生するのを防止でき、SOCv推定精度の悪化を抑制することができる。 (C6) As shown in FIGS. 23 and 24, when the second mode temperature Tmode2 is larger than the first threshold value (Tth11) and smaller than the second threshold value (Tth12), the weight W is used. When the SOC calculation is performed based on the temperature Tin calculated by the equation of “W × (Tmode1) + (1−W) × (Tmode2)” and the SOC calculation is performed based on the temperature Tin, the second mode temperature Tmode2 As the temperature rises, the weight W may be decreased from 1 to 0. By setting the temperature Tin used for the SOC calculation in this manner, seamless temperature switching can be performed, and the occurrence of an internal resistance R estimation error that occurs when the mode of the input temperature Tin is switched can be prevented. Deterioration of estimation accuracy can be suppressed.
(C7)図25に示すように、熱授受部材600が温度上昇している暖機状態であることを示す暖機状態信号SHが温度選択部500に入力される構成の場合には、第2モード温度Tmode2の高低による切り替えに代えて、暖機状態信号SHを受信すると第1モードに切り替え、暖機状態信号SHの非受信時には第2モードに切り替えるようにしても良い。
(C7) As shown in FIG. 25, when the warm-up state signal SH indicating that the
(C8)第2モード温度Tmode2には、複数の温度の平均値、または、複数の温度から前記第1モード温度Tmode1を除いた平均値が採用される。例えば、図6に示すように温度T4が熱授受部材600であって、暖機において組電池110事態の温度と大きく乖離している場合には、図7に示すように温度T4を除く温度T1〜T3の平均温度を第2モード温度Tmode2とするのが好ましい。
(C8) As the second mode temperature Tmode2, an average value of a plurality of temperatures or an average value obtained by removing the first mode temperature Tmode1 from a plurality of temperatures is employed. For example, when the temperature T4 is the
上記では、種々の実施の形態および変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではなく、それらを組み合わせても良い。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。 Although various embodiments and modifications have been described above, the present invention is not limited to these contents and may be combined. Other embodiments conceivable within the scope of the technical idea of the present invention are also included in the scope of the present invention.
100…電池システム、110…組電池、111…単電池、114…W生成器、120…計測部、121,121a,121b…単電池制御部、130…電流検知部、140…電圧検知部、150…電池状態推定部、151…SOCv演算部、152…SOCi演算部、153…組み合わせ演算部、180…記憶部、200…車両制御部、400…インバータ、410…モータジェネレータ、510…第1モード演算部、520…第2モード演算部、530…モード切替判定部、600…熱授受部材、SH…暖機状態信号、SW1…スイッチ、Tmode1…第1モード温度、Tmode2…第2モード温度 DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Battery system, 110 ... Assembly battery, 111 ... Single battery, 114 ... W generator, 120 ... Measurement part, 121, 121a, 121b ... Single battery control part, 130 ... Current detection part, 140 ... Voltage detection part, 150 ... battery state estimation unit, 151 ... SOCv calculation unit, 152 ... SOCi calculation unit, 153 ... combination calculation unit, 180 ... storage unit, 200 ... vehicle control unit, 400 ... inverter, 410 ... motor generator, 510 ... first mode calculation Part, 520 ... second mode calculation part, 530 ... mode switching determination part, 600 ... heat transfer member, SH ... warm-up state signal, SW1 ... switch, Tmode1 ... first mode temperature, Tmode2 ... second mode temperature
Claims (8)
電池の電流値に基づいて第2電池充電状態を算出する第2SOC演算部と、を備え、前記第1電池充電状態および前記第2電池充電状態に基づく第3電池充電状態に基づいて、前記電池の充放電を制御する電池制御装置であって、
前記温度は、前記電池の複数位置において計測された複数の温度を含み、
前記第1SOC演算部は、前記電池の高温側の第1温度に基づいて前記電池のSOC演算を行う第1モードと、前記電池の低温側の第2温度に基づいて前記電池のSOC演算を行う第2モードとを、前記第2温度の高低に基づいて切り替える、電池制御装置。A first SOC calculation unit that calculates a state of charge of the first battery based on the temperature and voltage value of the battery;
A second SOC calculation unit that calculates a second battery charge state based on a current value of the battery, and the battery based on the first battery charge state and the third battery charge state based on the second battery charge state A battery control device for controlling charging and discharging of
The temperature includes a plurality of temperatures measured at a plurality of positions of the battery,
The first SOC calculation unit performs a SOC calculation of the battery based on a first mode for performing the SOC calculation of the battery based on the first temperature on the high temperature side of the battery and a second temperature on the low temperature side of the battery. A battery control device that switches a second mode based on the level of the second temperature.
前記第2温度が電池の内部抵抗の変化率に基づいて設定された閾値温度より低い場合には前記第1モードに切り替え、前記第2温度が閾値温度以上の場合には前記第2モードに切り替える、電池制御装置。The battery control device according to claim 1,
When the second temperature is lower than a threshold temperature set based on the rate of change of the internal resistance of the battery, the mode is switched to the first mode, and when the second temperature is equal to or higher than the threshold temperature, the mode is switched to the second mode. Battery control device.
前記第1温度は、前記電池と熱授受を行う媒体の温度である、電池制御装置。The battery control device according to claim 1 or 2,
The battery control apparatus, wherein the first temperature is a temperature of a medium that exchanges heat with the battery.
前記第1SOC演算部は、
前記第1温度と前記第2温度との差が所定値より大きい場合に前記第2温度の高低に基づく切り替えを行い、
前記差が所定値以下の場合には前記第2モードに切り替える、電池制御装置。In the battery control device according to any one of claims 1 to 3,
The first SOC calculator is
When the difference between the first temperature and the second temperature is greater than a predetermined value, switching based on the level of the second temperature is performed,
A battery control device that switches to the second mode when the difference is equal to or less than a predetermined value.
前記第1SOC演算部は、
前記第2温度がSOC演算精度に関する閾値温度より低い場合には、
前記第1温度と前記第2温度との差が所定値より小さい場合に、前記第1温度に基づいて前記電池のSOC演算を行い、
前記差が所定値以上の場合に、前記第2温度に前記所定値以下の補正量を加算した温度に基づいて前記電池のSOC演算を行う、電池制御装置。The battery control device according to claim 2,
The first SOC calculator is
When the second temperature is lower than a threshold temperature related to the SOC calculation accuracy,
When the difference between the first temperature and the second temperature is less than a predetermined value, the SOC calculation of the battery is performed based on the first temperature,
A battery control device that performs SOC calculation of the battery based on a temperature obtained by adding a correction amount equal to or less than the predetermined value to the second temperature when the difference is equal to or greater than a predetermined value.
前記第1SOC演算部は、
前記第2温度が第1閾値以下の場合には前記第1モードに切り替え、
前記第2温度が第2閾値以上の場合には前記第2モードに切り替え、
前記第2温度が前記第1閾値よりも大きく前記第2閾値よりも小さい場合には、重みWを用いた「W×(第1温度)+(1−W)×(第2温度)」の式で算出される第3温度に基づいて前記電池のSOC演算を行い、
前記第3温度に基づいてSOC演算を行う際には、前記第2温度の温度上昇に伴って重みWを1から0へと減少させる、電池制御装置。The battery control device according to claim 1,
The first SOC calculator is
If the second temperature is below the first threshold, switch to the first mode,
If the second temperature is greater than or equal to a second threshold, switch to the second mode,
When the second temperature is larger than the first threshold and smaller than the second threshold, “W × (first temperature) + (1−W) × (second temperature)” using the weight W Performing SOC calculation of the battery based on the third temperature calculated by the equation,
The battery control device that reduces the weight W from 1 to 0 as the temperature of the second temperature rises when performing the SOC calculation based on the third temperature.
前記媒体が温度上昇している暖機状態であることを示す暖機状態信号が入力され、
前記第1SOC演算部は、
前記第2温度の高低による切り替えに代えて、前記暖機状態信号を受信すると前記第1モードに切り替え、前記暖機状態信号の非受信時には前記第2モードに切り替える、電池制御装置。The battery control device according to claim 3, wherein
A warm-up signal indicating that the medium is warming up is being input,
The first SOC calculator is
A battery control device that switches to the first mode when the warm-up state signal is received, and switches to the second mode when the warm-up state signal is not received, instead of switching according to the level of the second temperature.
前記第2温度は、前記複数の温度の平均値、または、前記複数の温度から前記第1温度を除いた平均値である、電池制御装置。In the battery control device according to any one of claims 1 to 3,
The battery control device, wherein the second temperature is an average value of the plurality of temperatures or an average value obtained by removing the first temperature from the plurality of temperatures.
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